第 4 章 Signal Digitizer and Finder の開発 24
4.6 トリガーシミュレーション
1 10 100 1000 10000
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5
accidental trigger rate [Hz]
threshould parameter 1.6 us window
3.2 us window 6.4 us window 12.8 us window all window 1 camera
図
4.13:
スレッショルドパラメータとアクシデンタルトリガーレートとの関係。水色はPMT1
チャンネル当たりのトリガーレートであり、黄色は水色のデータを元にして
PMT256
チャンネルで飛 跡認識を行った際のトリガーレート、つまりカメラ1
台分のトリガーレートである。赤、緑、青、紫はそれぞれ積分幅
1.6 µ s,3.2 µ s,6.4 µ s,12.8 µ s
単一でのトリガーレートである。4.6.2
シミュレーション結果夜光バックグラウンドを
100p.e./ µ s
として、トリガーシミュレーションを行った。まず、トリ ガーされた典型例を図4.14
に示す。図
4.14
からは、一見バックグラウンドに埋もれてしまっているようなチャンネルでも、信号認 識ができていることがわかる。次に、図
4.14
のイベントの、信号認識に成功したチャンネルの中で、最も入射光電子数の少な かったものの時間波形、及び積分波形を示す。積分波形はスレッショルドを超えているのに対し 時間波形は全くスレッショルドに達していない。信号認識の方式の有効性が見られる良い例であ る。また、このチャンネルは仰角が5 ◦
であり、図4.12
から、視野を横切る時間は3 µ s
である。こ の時間スケールに近い1.6 µ s
幅、3.2 µ s
幅で積分波形が最も大きくなっているのが分かる。複数の 積分幅を用いた利点が見られる。最後に、トリガーシミュレーションの結果を図
4.16
に示す。10 19.5 eV
以上では、空気シャワーア レイ全域、及び他のFD
ステーションが観測可能領域に入り、目標とする有効検出面積1300km 2 · sr
を達成する。4.6.
トリガーシミュレーション37
-150 -100 -50 0 50 100 150 200
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
-200 0 200 400 600 800 1000
図
4.14:
エネルギー10 19.0 eV,
天頂角50 ◦
、インパクトパラメータ42km
の空気シャワーイメージ。ここで、インパクトパラメータとは、望遠鏡から空気シャワー軸に下ろした垂線の長さである。
全体で仰角
3 ◦ -34 ◦ ,
方位角54 ◦
である。(
カメラ6
台分のイメージ)
。左図は夜光バックグラウンド 有り、右図は夜光バックグラウンド無しの図である。色調は12.8 µ s
幅で積分した光電子数を表す。また、平均値が
0
になるように設定してある。下図はトリガーされたチャンネルを黄色で表した もの。-4 -2 0 2 4 6 8 10
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
normalized count
micro sec
without night sky background 100ns sampling basic data threshould
-4 -2 0 2 4 6 8 10
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
normalized count
micro sec
1.6 us moving average 3.2 us moving average 6.4 us moving average 12.8 us moving average threshould
図
4.15:
図4.14
内、入射光電子数48
個のチャンネルの時間波形。左図黒線は夜光バックグラウンド有り、水色線は夜光バックグラウンド無しの波形である。水色線は黒線の分散値で規格化した。
右図の赤、緑、青、紫はそれぞれ
1.6,3.2,6.4,12.8 µ s
の積分幅の波形を表している。積分波形は全 て式4.7
を用いて規格化した。-20 0 20 40 60 80 100
-60 -40 -20 0 20 40 60
[km]
[km]
-20 0 20 40 60 80 100
-60 -40 -20 0 20 40 60
[km]
[km]
-20 0 20 40 60 80 100
-60 -40 -20 0 20 40 60
[km]
[km]
-20 0 20 40 60 80 100
-60 -40 -20 0 20 40 60
[km]
[km]
図
4.16:
トリガーされた空気シャワーイベント。入射粒子のエネルギーは左上、右上、左下、右下の順にそれぞれ
10 18.5 eV,10 19.0 eV,10 19.5 eV,10 20.0 eV
となっている。各々の点はシャワーコアを表 す。赤はプリアンプが飽和したもの、緑はプリアンプは飽和せず、SDF
上複数のWFSA
が飽和し たイベント、青はプリアンプは飽和せず、SDF
上1
つのWFSA
のみが飽和し、サムアンプによっ て波形が再構成できるイベント、紫はトリガーされたイベント、水色は全イベントを表す。黒円 弧は半径10km
、及び50km
の円を表す。39
ドキュメント内
km sr ev ev AGASA.
(ページ 39-43)